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R E D E S E M E R G E N T E S

CONTENIDO

Fundamentos de redes emergentes ................................................................................................................................. 2

1.1 Antecedentes e impacto en la vida moderna. ........................................................................................... 2

1.2. Tecnologías de clientes ligeros. ............................................................................................................................ 2

1.3. Tecnologías de clientes pesados. ......................................................................................................................... 6

1.4 Redes de radio móvil. ................................................................................................................................................ 8

1.5 Microondas y redes por microondas ................................................................................................................. 13

1.6 Asistentes personales digitales y Tablets ........................................................................................................ 16

1.7 Tecnología inalámbrica ........................................................................................................................................... 21

1.8 Tarjeta inteligente ..................................................................................................................................................... 22

1.9 GPS (Global Positioning System) ....................................................................................................................... 25

1.10 WiMAX ................................................................................................................................................................ ......... 29

Fuentes consultadas ............................................................................................................................................................. 31

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FUNDAMENTOS DE REDES EMERGENTES

1.1 ANTECEDENTES E IMPACTO EN LA VIDA MODERNA.

Hoy en día, la tecnología es parte del sistema de vida de todas las sociedades. La ciencia y la tecnología se están sumando a la voluntad social y política de las sociedades de controlar sus propios destinos. La ciencia y la tecnología están proporcionando a la sociedad una amplia variedad de opciones en cuanto a lo que podría ser el destino de la humanidad.

Se considera que la tecnología proporciona estimables beneficios a corto plazo, aunque a largo plazo probablemente genere graves problemas sociales, los beneficios que trae consigo la tecnología moderna son muy numerosos y ampliamente conocidos. Una mayor productividad proporciona a la sociedad unos excedentes que permiten disponer de más tiempo libre, con la ayuda de la tecnología se ha encontrado la cura a muchas enfermedades, se ha facilitado la comunicación, se mejora la educación y, de hecho, se impulsa la propia labor científica. Mientras el tiempo avanza el ser humano descubre diferentes tecnologías a partir de las existentes innovando y mejorando los descubrimientos antes hechos, nombrando a dichos avances tecnologías emergentes.

Una definición de Tecnología emergente, es proporcionada por George Day y Paul Schoemaker en su libro “Gerencia de tecnologías emergentes”, donde la definen como “Innovaciones científicas que pueden crear una nueva industria o transformar una existente. Incluyen tecnologías discontinuas derivadas de innovaciones radicales, así como tecnologías más evolucionadas formadas a raíz de la convergencia de ramas de investigación antes separadas”. Por lo tanto decimos que una tecnología emergente es el producto que se obtiene al renovar la tecnología que ya antes se ha desarrollado con el fin de obtener mayores beneficios.

Así también una Tecnología emergente, es aquella que se encuentra en el primer estado de su aplicación en la industria, mostrando un elevado potencial de desarrollo acompañado también de un elevado margen de incertidumbre.

1.2. TECNOLOGÍAS DE CLIENTES LIGEROS.

D EFI NI C IÓN

Este concepto engloba tanto un software como un equipo real que utiliza los recursos de

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otro equipo para hacer la mayor parte de su tarea, el cliente presenta al usuario una interfaz gráfica, mientras que el servidor hace el trabajo pesado que realmente ejecuta las aplicaciones reduciendo así costos.

Un cliente ligero forma parte de una red y ejecuta el software de cliente, mientras que el servidor de la red hace el trabajo real ya que el cliente ligero no es capaz de realizar muchas funciones por sí solo. Un equipo de cliente ligero puede ser una máquina diseñada sólo para uso en línea, enviar y recibir correo electrónico y navegar por la red y pertenece a una red más amplia.

Muchos dispositivos de cliente ligero o liviano ejecutaban solamente navegadores web o programas de escritorio remoto, lo que significaba que todo el procesamiento

fuerte ocurría en el servidor. Sin embargo, dispositivos recientes vendidos como clientes livianos corren sistemas operativos completos tales como GNU/Linux Debian, calificándolos como nodos sin disco o clientes híbridos. Algunos clientes livianos también son llamados "terminales de acceso".

Consecuentemente, el término "cliente liviano", incluye a cualquier dispositivo comercializado o usado como tal en la definición original, incluso si sus capacidades reales son mucho mayores. El término también es usado en un sentido más amplio que incluye nodos sin disco.

El equipo de cliente ligero contiene la información necesaria para su puesta en marcha y la conexión a un servidor de red más potente, el cual proporciona el resto de la potencia de computación. El servidor ligero puede que ni siquiera tenga un disco duro, puesto que necesita muy poca capacidad de almacenamiento. Si el cliente ligero requiere utilizar un programa o guardar un archivo, se conectará al

servidor de red para poder llevarlo a cabo.

Figura 1. Comparación en tamaño entre el Clientron U700 (un cliente liviano) y un computador de escritorio tradicional. Recuperado de http://www.ixbt.com/comm/howto-thinstation-

Figura 2. Ejemplo de cliente ligero. Recuperado de http://blog.netsein.com

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En términos de software, un cliente ligero es un programa que es en gran parte una interfaz simple. El usuario del software de cliente ligero ve los datos, herramientas y características como lo haría en sistema operativo normal, pero realmente, es otro programa que se ejecuta en un servidor remoto y que hace casi todo el trabajo.

¿ CÓM O FU N C IONA U N C LI EN TE LIG ER O?

Los clientes livianos son sistemas informáticos individuales. La máquina de cliente ligero que opera un usuario contiene su propio sistema básico de entrada/salida (BIOS, por sus siglas en inglés), su propia memoria, conexiones de red e incluso su propio sistema operativo.

Debido a que contiene su propio entorno operativo (generalmente alguna variante del software del sistema Linux o UNIX), un cliente ligero es capaz de arrancar en un estado operativo sin ninguna ayuda de red.

LOS CLIENTES LIGEROS ACCEDEN A UN SERVIDOR

Una vez que un cliente ligero haya arrancado por completo, el software especial del equipo utiliza una conexión de red incorporada para tener acceso a un servidor de aplicaciones. La mayoría del software que un cliente liviano corre reside en un servidor de red. Por esta razón, un cliente ligero no requiere una gran cantidad de memoria de acceso aleatorio, ni requiere un gran disco duro para almacenar las aplicaciones. Por razones de costo y fiabilidad, muchas máquinas de clientes livianos dependen de la memoria flash incorporada en lugar de unidades de disco duro para manejar los requerimientos mínimos de memoria.

LOS ADMINISTRADORES DE RED INSTALAN Y MANTIENEN UN SOFTWARE

En una computadora personal, el usuario es normalmente responsable de obtener, instalar y mantener cualquier paquete de software que pueda necesitar. Sin embargo, debido a que un cliente liviano depende de un servidor de red para proporcionar el software, esta responsabilidad recae en el administrador de la red. En un entorno de cliente ligero, los administradores de red determinan qué software requieren los usuarios y, a continuación, lo instalan y mantienen en el servidor para que los clientes se conecten. En algunos casos, las licencias de redes especiales deben obtenerse para el software, pero muchos paquetes se ejecutarán en el servidor como única instancia. Para usuarios de hogar y de negocios por igual, este entorno es preferible a una implementación de computadora personal, pues los

Figura 3. Cliente ligero recuperado de http://blog.netsein.com

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administradores de clientes ligeros pueden garantizar a todos los usuarios el acceso a las mismas selecciones de software.

VEN TA JAS

• Menores costos de administración de TI. Los clientes ligeros son manejados casi enteramente en el servidor. El hardware tiene menos lugares donde puede fallar.

• Información centralizada. Como la información se encuentra en un solo lugar facilita la realización de copias de seguridad (backups) y evita que se guarden archivos que no sean de la empresa.

• Mejor resguardo. Los clientes livianos pueden diseñarse de modo que los datos de aplicación no residan en el cliente, centralizando la protección contra malware

y reduciendo los riesgos de hurto de los datos físicos. • Integridad de datos mejorada. Si un dispositivo del cliente ligero sufre una seria desgracia o

accidente de trabajo, no se perderá ningún dato, puesto que residen en el servidor central. • Costos más bajos de hardware. El hardware del cliente liviano es generalmente más barato

porque no contiene disco duro, memoria de aplicaciones, o un procesador poderoso. • Menos consumo de energía. El hardware dedicado de cliente liviano tiene mucho más bajo

consumo de energía que los típicos PC de clientes pesados, ahorran hasta un 80% de electricidad y cuidan el medio ambiente

• Se facilita el manejo de fallas de hardware. Si un cliente liviano falla, un reemplazo puede ser fácilmente colocado mientras el cliente es reparado; el usuario no será incomodado porque sus datos y aplicaciones no están en el cliente.

• Vale menos para la mayoría de los ladrones. El hardware del cliente liviano, ya sea si es dedicado o un simple hardware viejo que ha sido reorientado vía cascada, es menos útil fuera de un ambiente de servidor de cliente.

• Menos ancho de banda de la red. Puesto que los servidores de terminales típicamente residen en la misma espina dorsal de red (backbone network) de alta velocidad que los servidores de archivo, la mayor parte del tráfico de red está confinado al cuarto del servidor

• Uso más eficiente de los recursos de computación. Un típico cliente pesado será utilizado si el usuario requiere picos altos de procesamiento, lo que resulta en desperdicio cuando no es usado. En contraste, los clientes livianos usan solamente la cantidad exacta de recursos de computación requeridos para la tarea actual.

Figura 4. Un terminal de cliente liviano dentro de una biblioteca pública. 5 de Julio 2008, por Raysonho @ Open Grid Scheduler / Grid Engine

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• Actualización gradual de hardware. Si el pico de recursos está sobre un límite predefinido, es un proceso relativamente simple agregar otro componente a un gabinete (rack) de servidor (ya sea energía, procesamiento, o almacenamiento), elevando los recursos a la cantidad requerida.

• Menor ruido. El ya mencionado retiro de ventiladores reduce el ruido producido por la unidad. Esto puede crear un ambiente de trabajo más agradable y más productivo.

• Menos hardware desperdiciado. El hardware contiene metales pesados y plásticos y requiere energía y recursos para ser construido. Los clientes livianos pueden permanecer en servicio por más tiempo y producen menos hardware excedente que una equivalente instalación de cliente pesado porque pueden ser hechos sin partes móviles.

D ES VEN TA JAS

• Con los clientes dependiendo del servidor para hacer todo el trabajo pesado, el servidor deberá estar debidamente equipado para la demanda. Esto costará más en el lado del servidor, se requerirá una cantidad muy grande de memoria RAM, capacidad de procesamiento y espacio adicional en disco.

• En la oficina del cliente pesado, si un servidor falla, los usuarios pueden trabajar en sus computadoras. En una oficina de cliente ligero, si el servidor está caído, todo el mundo se cae. Por supuesto, la correcta planificación de desastres minimizará el impacto de estas situaciones.

• Los clientes ligeros no están equipados con tarjetas gráficas poderosas. En aplicaciones que demanden gran procesamiento gráfico, un cliente ligero se verá rezagado.

• Los requisitos de cada usuario son únicos en muchos lugares de trabajo. Los clientes ligeros no son tan flexibles como los clientes pesados. No siempre un entorno informático homogeneizado se adapta a las necesidades de los empleados de la empresa.

1.3. TECNOLOGÍAS DE CLIENTES PESADOS.

Se denomina cliente pesado al programa "cliente" de una arquitectura cliente-servidor cuando la mayor carga de cómputo está desplazada hacia la computadora que ejecuta dicho programa. También se conoce como cliente grueso (anteriormente se conocía como cliente rico pero esta acepción ya está en desuso). Un cliente pesado es la antítesis de un cliente liviano (también denominado cliente ligero).

Las funcionalidades de la aplicación deben repartirse entre ambos programas, en principio, de forma equitativa. Sin embargo, por razones de viabilidad técnica o económica puede ser

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necesario un reparto desigual de dichas funcionalidades. Esto se denomina "carga de cómputo".

El programa cliente se califica como pesado cuando asume la mayor parte de las funcionalidades. Por ejemplo, una hipotética aplicación de punto de venta tendría el siguiente reparto:

Cliente: • Identificar cada producto (por ejemplo, mediante código de barras).

• Calcular el importe total de la factura.

• Calcular y desglosar los impuestos.

• Aplicar ofertas y descuentos.

• Emitir el ticket de compra.

• Abrir y cerrar la caja.

• Ejecutar transacciones bancarias con tarjeta de crédito.

Servidor: • Almacenar los tickets emitidos.

• Descontar los productos comprados del inventario de la tienda.

• Proporcionar los precios de cada producto. VEN TA JAS E IN CO NV EN IE NT ES

La primera ventaja de un cliente pesado es que aprovecha la capacidad de cómputo de las computadoras que lo ejecutan, generalmente infrautilizadas, en favor de la computadora servidor. Dicha computadora asume menos funciones y, por tanto, puede atender a un número mayor de programas cliente con los mismos recursos.

La segunda ventaja del cliente pesado es su riqueza en la interfaz de usuario. La interfaz no está limitada por las características de un cliente universal, por ejemplo, un navegador web. Por tanto, pueden diseñarse interfaces complejas, ricas y más fáciles de usar.

Sin embargo, también existe un importante inconveniente: el cliente pesado necesita ser instalado en cada una de las computadoras cliente, y posteriormente actualizado en todas ellas cuando sea necesario. Las consecuencias de ello son:

• Pueden surgir incompatibilidades. Dado que no todas las computadoras son idénticas y pueden disponer de distinto software de base, es posible que la aplicación no funcione correctamente en algunos lugares. En ocasiones, el diseñador de la aplicación no conoce a necesariamente cuál es el perfil de la computadora que debe ejecutarlo (por ejemplo, cuando el software se vende al público).

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• Es necesaria una infraestructura para la instalación y actualización de la aplicación de manera desatendida. Es inviable realizar dichas tareas utilizando medios humanos cuando se trata de cientos de computadoras.

• Cuando se renueva el parque de computadoras, o se modifica su software de base, es necesario realizar pruebas exhaustivas de regresión, para asegurar que la aplicación sigue funcionando.

Desde el punto de vista de los profesionales de las tecnologías de la información, un cliente pesado es cualquier programa que requiera una instalación o configuración a medida en la computadora del usuario. Es decir, cualquiera que manifieste el inconveniente anteriormente mencionado.

En este sentido es habitual la confusión entre clientes pesados y clientes ligeros. Por ejemplo, los populares plugins para navegador, tales como Adobe Flash Player o los applets construidos con swing (biblioteca gráfica para Java), son clientes pesados. El hecho de que se descarguen automáticamente no elimina los problemas de configuración y compatibilidad tanto con el navegador como con el sistema operativo. Obsérvese que los applets requieren la instalación de una máquina virtual Java, y que se actualice a la versión requerida por la aplicación.

SI TU A CI ÓN AC TU A L

Las aplicaciones con cliente pesado han sido las más numerosas hasta la aparición del navegador web. Muchas organizaciones están abandonando estas aplicaciones mediante un rediseño de las mismas, adoptando el navegador como cliente ligero o cliente universal para todas las aplicaciones.

EJE MP L OS

La mayoría de los clientes pesados asumen todas las funcionalidades de la aplicación, dejando al programa servidor la gestión de transacciones contra una base de datos, es decir, el almacenamiento de información.

Algunos ejemplos son:

• Terminales de punto de venta.

• Aplicaciones de diseño asistido por computadora (CAD).

• Sistemas embebidos o empotrados. Por ejemplo, cajeros automáticos.

• Aplicaciones de escritorio remoto.

1.4 REDES DE RADIO MÓVIL.

SER VI CI O GE NER A L D E P AQU E TE S V ÍA R AD I O

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El servicio general de paquetes vía radio (General Packet Radio Service, GPRS) es una extensión del Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for Mobile Communications, GSM) para transmitir datos mediante conmutación de paquetes. Existe un servicio similar para los teléfonos móviles, el sistema IS-136. Permite velocidades de transferencia de 56 a 144 kbps.

Una conexión GPRS está establecida por la referencia a su nombre del punto de acceso (APN). Con GPRS se pueden utilizar servicios como Servicio de Mensajes Cortos (SMS), Servicio de Mensajería Multimedia (MMS), Internet y para los servicios de comunicación, como el correo electrónico y la Red Informática Mundial (World Wide Web). Para fijar una conexión de GPRS para un módem inalámbrico, un usuario debe especificar un APN, opcionalmente un nombre y contraseña de usuario, y muy raramente una dirección IP, todo proporcionado por el operador de red. La transferencia de datos de GPRS se cobra por volumen de información transmitida (en kilo o megabytes), mientras que la comunicación de datos a través de conmutación de circuitos tradicionales se factura por minuto de tiempo de conexión, independientemente de si el usuario utiliza toda la capacidad del canal o está en un estado de inactividad. Por este motivo, se considera más adecuada la conexión conmutada para servicios como la voz que requieren un ancho de banda constante durante la transmisión, mientras que los servicios de paquetes como GPRS se orientan al tráfico de datos. La tecnología GPRS es un servicio orientado a radio enlaces que da mejor rendimiento a la conmutación de paquetes en dichos radio enlaces.

TE CN OLO GÍA U T IL IZ AD A

El acceso al canal utilizado en GPRS se basa en divisiones de frecuencia sobre un dúplex y TDMA. Durante la conexión, al usuario se le asigna un canal físico, formado por un bloque temporal en una portadora concreta. Ese canal será de subida o bajada dependiendo de si el usuario va a recibir o enviar datos. Esto se combina con la multiplexación estadística, permitiendo a varios usuarios compartir el mismo canal físico, ya sea de subida o de bajada. Los paquetes tienen longitud constante, correspondiente a la ranura de tiempo del GSM. El canal de bajada utiliza una cola FIFO para los paquetes en espera, mientras que el canal de subida utiliza un esquema similar al de ALOHA con reserva.

La conmutación al ser por paquetes permite la compartición de los recursos de radio. Un usuario GPRS sólo usará la red cuando envíe o reciba un paquete de información. Todo el tiempo que esté inactivo podrá ser utilizado por otros usuarios para enviar y recibir información. Esto permite a los operadores dotar de más de un canal de comunicación sin miedo a saturar la red, de forma que mientras que en GSM sólo se ocupa un canal de recepción de datos del terminal a la red y otro canal de transmisión de datos desde la red al

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terminal, en GPRS es posible tener terminales que gestionen cuatro canales simultáneos de recepción y dos de transmisión.

En un principio se pensaba extender el GPRS de forma que cubriera otros estándares, pero en lugar de eso se están reconvirtiendo las redes de forma que utilicen el estándar del GSM. De esta manera, las únicas redes en las que el GPRS se utiliza actualmente son las redes GSM. El primer estándar de GPRS se debe al Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (European Telecommunications Standards Institute, ETSI).

En la teoría, el GPRS original soportaba los protocolos IP y P2P, así como las conexiones X25. En la práctica se utiliza IPv4, puesto que IPv6aún no tiene implantación suficiente y muchos operadores no lo ofrecen. Para asignar la dirección IP se utiliza DHCP, por lo que las direcciones IP de los equipos móviles son casi siempre dinámicas.

Los sistemas móviles de segunda generación (2G), combinados con la tecnología GPRS reciben a menudo el nombre de 2.5G, o de segunda generación y media. Esta nomenclatura se refiere al hecho de que es una tecnología intermedia entre la segunda (2G) y tercera (3G) generación de telefonía móvil.

¿ QU É E S 3 G?

3G es la tercera generación de estándares y tecnología de teléfonos móviles y fueron establecidas mediante el proyecto de la UIT sobre Telecomunicaciones Móviles Internacionales 2000 (IMT-2000).

Las tecnologías de 3G habilitaron mayores velocidades de transmisión de datos, mayor capacidad de las redes y más servicios de red avanzados. En mayo de 2001, NTTDoCoMo (de Japón), lanzó la primera red de 3G pre-comercial – bajo la marca FOMA. Luego del primer lanzamiento pre-comercial, NTTDoCoMo nuevamente hizo historia el 1° de octubre de 2001 con el primer lanzamiento comercial de 3G en Japón.

UMTS-HSPA (Universal Mobile Telecommunications System) es una de las tecnologías 3G

sucesora de GSM líder en el mundo que para 2015 se espera representen 3,900 millones de suscripciones globales, comparadas con 59 millones de suscripciones WiMAX.

¿ QU É E S 3 .5 G?

De manera similar a lo que ocurre con la sigla 2.5G, la 3.5G no es un estándar reconocido oficialmente por la UIT. Se trata de un paso evolutivo a la próxima generación de tecnología celular que será conocido como IMT-Advanced (Telecomunicaciones Móviles Internacionales). Según las definiciones de la UIT, IMT-Advanced será la cuarta generación de tecnología celular. La sigla 3.5G es también conocida como “posterior a 3G” (en inglés, “beyond 3G”). Las tecnologías que están dentro de la familia de tecnologías GSM y se

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consideran posteriores a la 3G incluyen a HSPA+(High-Speed Packet Access) y LTE (Long Term Evolution). Estas tecnologías de 3.5G a menudo también se denominan “pre-4G”.

¿ QU É ES 4 G?

Es el término empleado para referirse a la cuarta generación de servicios inalámbricos móviles que definió la UIT y su Sector de Radiocomunicaciones (ITU-R) y estableció como definición acordada y aceptada globalmente en IMT-Advanced.

La UIT desarrolló requisitos para una tecnología a considerarse IMT-Advanced y debe cumplir lo siguiente.

• Estar basado en una red totalmente IP conmutada por paquetes

• Proveer tasas de datos máximas de hasta aproximadamente 100 Mbit/s para alta movilidad, como en el acceso móvil, y hasta aproximadamente 1 Gbps para baja movilidad, como en el acceso local inalámbrico, según los requisitos de la UIT.

• Compartir dinámicamente y utilizar los recursos de red para dar soporte a más usuarios simultáneos por celda

• Ancho de banda de canal escalable 5–20 MHz, opcionalmente hasta 40 MHz

• Eficiencia espectral máxima de 15 bit/s/Hz en el enlace descendente y de 6.75 bit/s/Hz en el enlace ascendente (lo que significa que debe ser posible lograr 1 Gbps en el enlace descendente en menos de 67 MHz de ancho de banda)

• Eficiencia espectral del sistema de hasta 3 bit/s/Hz/celda en el enlace descendente y 2.25 bit/s/Hz/celda para uso en interiores

• Traspasos suaves entre redes heterogéneas

• Capacidad de ofrecer alta calidad de servicio para soporte multimedia de próxima generación

SER VI CI OS O FR E C ID OS

La tecnología GPRS mejora y actualiza a GSM con los servicios siguientes:

• Servicio de mensajes multimedia (MMS) • Mensajería instantánea • Aplicaciones en red para dispositivos a través del protocolo WAP • Servicios P2P utilizando el protocolo IP • Servicio de mensajes cortos (SMS) • Posibilidad de utilizar el dispositivo como módem USB

El método de cobro típico para transferencias de datos usando GPRS es el pago por megabytes de transferencia, mientras que el pago de la comunicación tradicional mediante conmutación de circuitos se cobra por tiempo de conexión, independientemente de si el usuario está utilizando el canal o este se encuentra inactivo. Este último método es poco

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eficiente debido a que mantiene la conexión incluso cuando no se están transmitiendo datos, por lo que impide el acceso al canal a otros usuarios. El método utilizado por GPRS hace posible la existencia de aplicaciones en las que un dispositivo móvil se conecta a la red y permanece conectado durante un periodo prolongado de tiempo sin que ello afecte en gran medida a la cantidad facturada por el operador.

VE LO CID AD D E TR AN S FE R ENC IA

Dependiendo de la tecnología utilizada, la velocidad de transferencia varía sensiblemente. La tabla inferior muestra los datos de subida y bajada para cada tipo de tecnología.

En la siguiente tabla se muestran diferentes tecnologías empleadas en la transmisión de datos GSM. Circuit Switched Data (CSD) es la forma original de transmisión en telefonía móvil basados en el acceso múltiple por división de tiempo o TDMA.

HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data) es una mejora de CSD que consigue tasas de transferencia superiores al emplear hasta cuatro canales temporales y con menor nivel de corrección de errores.

EDGE es el acrónimo para Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Tasas de Datos Mejoradas para la evolución de GSM). También conocida como EGPRS (Enhanced GPRS) y corresponde a una tecnología de la telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE es una evolución del GPRS que puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada en conmutación por paquetes, como lo es la conexión a Internet. Los beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las aplicaciones que requieren una tasa de transferencia de datos, o ancho de banda altos, como video u otros servicios multimedia.

Tecnología Descarga (kbit/s) Subida (kbit/s)

CSD 9.6 9.6

HSCSD 57.6 14.4

GPRS 60.0 40.0 (Clase 10 y CS-4)

E-GPRS (EDGE) 177.6 118.4 (Clase 10 y MCS-9)

Para comparar GPRS con GSM se utiliza normalmente la velocidad de transmisión de SMS. Sobre una red GPRS se pueden enviar aproximadamente 30 SMS por minuto, frente a los 6 a 10 SMS que permite GSM.

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1.5 MICROONDAS Y REDES POR MICROONDAS

Se denomina microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que supone un período de oscilación de 3 nanosegundos (3×10 -9 s) a 3 picosegundos (3×10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 metro a 1 mm.

El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las de UHF (ultra-high frequency , frecuencia ultra alta) 0,3 – 3 GHz, SHF (super-high frequency , frecuencia super alta) 3 – 30 GHz y EHF (extremely-high frequency, frecuencia extremadamente alta) 30 – 300 GHz. Otras bandas de radiofrecuencia incluyen ondas de menor frecuencia y mayor longitud de onda que las microondas.

La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte del espectro de alta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para generar y detectar ondas de radiofrecuencia.

U SOS

• Horno de microondas: Usa un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas ondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor

• Radiodifusión: Las microondas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. También hay más ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio.

• Redes inalámbricas: Los protocolos 802.11g y b también usan microondas en la banda ISM (Industrial, Scientist and Medical), aunque la especificación 802.11a usa una banda ISM en el rango de los 5.7 GHz.

• Armas: En la industria armamentística, se han desarrollado prototipos de armas que utilicen la tecnología de microondas para la incapacitación momentánea o permanente de diferentes enemigos en un radio limitado.

• Radares: Detectan el rango, velocidad, información meteorológica y otras características de objetos remotos; o en el máser, un dispositivo semejante a un láser pero que trabaja con frecuencias de microondas.

• Cámaras de RF: Desempeñan un papel importante en el ámbito de radar, detección de objetos y la extracción de identidad mediante el uso del principio de imágenes microondas de alta resolución.

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R ED ES D E CO MP U TAD OR AS P OR M ICR O OND A S

Una red por microondas es un tipo de red inalámbrica que utiliza microondas como medio de transmisión. El protocolo más frecuente es el IEEE 802.11b y transmite a 2.4 GHz (Bandas ISM), alcanzando velocidades de 11 Mbps mientras los estándares 802.11a y g logran tasas de hasta 54 Mbps utilizando la primera el rango de 5,4 a 5,7 GHz

ISM (Industrial, Scientific and Medical) son bandas reservadas internacionalmente para uso no comercial de radiofrecuencia electromagnética en áreas industrial, científica y médica. En la actualidad estas

bandas han sido popularizadas por su uso en comunicaciones inalámbricas (e.g. Wi-Fi o Bluetooth).

El uso de estas bandas de frecuencia está abierto a todo el mundo sin necesidad de licencia, respetando las regulaciones que limitan los niveles de potencia transmitida. Este hecho fuerza a que este tipo de comunicaciones tengan cierta tolerancia frente a errores y que utilicen mecanismos de protección contra interferencias, como técnicas de ensanchado de espectro

ETAP A S

Las etapas de comunicación son:

1. Cuando el usuario final accede a un navegador de Internet instalado en su computadora y solicita alguna información o teclea una dirección electrónica, se genera una señal digital que es enviada a través de la tarjeta de red hacia el módem.

Figura 5. Torre de telecomunicaciones mediante microondas en Wellington Nueva Zelanda

Figura 6. Bandas ISM

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2. El módem especial convierte la señal digital a formato analógico (la modula) y la envía por medio de un cable coaxial a la antena.

3. La antena se encarga de radiar, en el espacio libre, la señal en forma de ondas electromagnéticas (microondas).

4. Las ondas electromagnéticas son captadas por la radio base de la empresa que le brinda el servicio, esta radio base a su vez la envía hacia el nodo central por medio de un cable generalmente de fibra óptica o de otra radio de gran capacidad para conexiones punto a punto en bandas de frecuencia disponibles (6, 13, 15, 18, 23, 26 o 38GHz).

5. El nodo central valida el acceso del cliente a la red, y realiza otras acciones como facturación del cliente y monitoreo del desempeño del sistema.

6. Finalmente el nodo central dirige la solicitud hacia Internet y una vez que localiza la información se envía la señal de regreso a la computadora del cliente. Este proceso se lleva a cabo en fracciones de segundo.

VEN TA JAS

• Sin necesidad de cables. • Múltiples canales disponibles. • Antenas relativamente pequeñas son efectivas. • El ancho de banda, que va de 2 a 24 GHz. • A estas frecuencias las ondas de radio se comportan como ondas de luz, por ello la

señal puede ser enfocada utilizando antenas parabólicas y de embudo, además pueden ser reflejadas con reflectores pasivos.

D ES VEN TA JAS

• La Línea de visión se verá afectada si cualquier obstáculo como edificios de nueva construcción, están en el camino.

• Señal de absorción por la atmósfera. Las microondas sufren de atenuación debido a las condiciones atmosféricas.

• Las torres son caras de construir. • Las frecuencias son susceptibles a un fenómeno llamado Disminución de

Multicamino lo que ocasiona que disminuya la intensidad de señal recibida.

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1.6 ASISTENTES PERSONALES DIGITALES Y TABLETS

PDA

Una computadora de bolsillo, organizador personal o una agenda electrónica de bolsillo, (PDA) (personal digital assistant, asistente digital personal), es una computadora de mano originalmente diseñada como agenda electrónica (calendario, lista de contactos, bloc de notas y recordatorios) con un sistema de reconocimiento de escritura.

.

CAR AC TER ÍS T IC AS

Actualmente una computadora de bolsillo típico tiene al menos una pantalla táctil para ingresar información, una tarjeta de memoria para almacenarla y al menos un sistema de conexión inalámbrica, ya sea infrarrojo, Bluetooth o Wi-Fi. El software requerido por una computadora de bolsillo incluye por lo general un calendario, un directorio de contactos y algún programa para agregar notas. Algunos organizadores digitales también contienen soporte para navegar por la red y para revisar el correo electrónico.

P ANTA LLA TÁ C TI L

Muchas agendas digitales como el Apple Newton y el Palm Pilot, tiene pantallas táctiles para interactuar con el usuario, por lo que tienen muy pocos botones reservados para abrir los programas más utilizados. Por lo general las agendas digitales con esta pantalla tienen un lápiz desmontable, con el cual se realizan todas las tareas.

Para agregar texto por lo general se usan uno de los siguientes métodos:

• Se usa un teclado virtual, y para agregar las letras hay que tocar cada una de ellas.

• Se puede conectar un teclado externo conectado vía USB o Bluetooth. • Usando el reconocimiento de letras o palabras, y luego traduciéndolas a letras

dentro de la caja de texto seleccionada. • Usando un reconocimiento de símbolos, donde cierto grupo de éstos representa

una letra. Por lo general estos símbolos son fáciles de recordar.

Figura 7. Ejemplo de un asistente digital personal PocketPC Acer

Figura 8. Las agendas digitales suelen llevar pantalla táctil para la navegación.

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TABL ETA ( CO MPU TAD O R A)

Una tableta (tablet computer) es una computadora portátil de mayor tamaño que un teléfono inteligente o una PDA, integrado en una pantalla táctil con la que se interactúa primariamente con los dedos o un estilete, sin necesidad de teclado físico ni ratón. Estos últimos se ven reemplazados por un teclado virtual y, en determinados modelos, por una mini-trackball integrada en uno de los bordes de la pantalla.

U TI L ID AD

• Lectura de libros y revistas electrónicos • Reproducción de música • Lectura fuera de línea de páginas web (ej.

utilizando el navegador Opera) • Consulta y edición de documentos de suites ofimáticas • Navegación web (mediante Wi-Fi, USB o 3G Interno) • Llamadas telefónicas, si son 3G, sustituyendo así al teléfono móvil; se suele

utilizar un manos libre bluetooth • GPS (Sistema de Posicionamiento Global) • Visualización de vídeos y películas, cargadas desde la memoria interna, memoria

o disco duro USB o Wi-Drive y con salida mini-HDMI. • Cámara fotográfica y de vídeo de alta definición (HD) • Videoconferencia

La tableta funciona como una computadora, solo que más ligera en peso y más orientada al multimedia, lectura de contenidos y a la navegación web que a usos profesionales. Para que pueda leerse una memoria o disco duro externo USB, debe contar con USB OTG.

USB On-The-Go , también conocido como USB Host, es una extensión de la norma USB 2.0 que permite a los dispositivos USB tener más flexibilidad en la gestión de la conexión USB. Permite que dispositivos como un reproductor de audio digital o teléfono móvil actúen como host, por lo que se les puede conectar una memoria USB, ratón, teclado, disco duro, módem, etc.

Dependiendo del sistema operativo que implementen y su configuración, al conectarse por USB a una computadora, se pueden presentar como dispositivos de almacenamiento, mostrando sólo la posible tarjeta de memoria conectada, la memoria flash interna e incluso la flash ROM.

Figura 9. iPAD por Bin im Garten

Ing. Jorge Mora García Con la colaboración de Cinthya Alejandra Soria Yáñez Página 18

Algunas tabletas presentan conectores minijack de 3,5, VGA o HDMI para poder conectarse a un televisor o a un monitor de computadora.

HI S TOR IA

1950s

- Tom Dimond muestra la tableta electrónica Stylator, con una pluma como dispositivo de entrada y software de reconocimiento de texto escrito a mano en tiempo real.

1960s

- 1960: Se inventa la tableta RAND, se dice que fue el primer dispositivo gráfico digital de bajo costo. La tableta fue desarrollada por ARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada) en EUA. Estaba conectada a una entrada de la computadora y/o a una pantalla de osciloscopio. La pantalla podía registrar la entrada del estilete y mostrarla en la pantalla de la computadora.

1980s

- 1982: La empresa Pencept de Waltham, Massachusetts comercializa una computadora de propósito general utilizando una tableta y reconocimiento de escritura en lugar de un teclado y un ratón.

- 1989: La primera computadora portátil tipo Tablet disponible comercialmente fue GRiDPad de GRiD Systems, lanzada en septiembre. Su sistema operativo estaba basado en MS-DOS.

1990s

- 1991: Newton de Apple entra en desarrollo. A pesar de que en última instancia se convirtió en un PDA, su concepto original (que consideraba una pantalla más grande y mejores capacidades) se parecía al hardware de una tableta PC.

- 1993: IBM lanza la ThinkPad, su primera tableta disponible comercialmente, como la IBM ThinkPad 750P y 360P.

2000s

- 2002: Microsoft lanza la Tableta PC Microsoft, diseñada y construida por HP. - 2003: Fingerworks desarrolla la tecnología táctil posteriormente utilizada en el iPhone

de Apple.

Figura 10. Tableta RAND

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2010s

- 2010: Apple Inc. revela el iPad, corriendo Apple iOS. - 2012: Microsoft lanza el Microsoft Surface RT con un microprocesador ARM. - 2013: Sony lanza la Sony Xperia Tablet Z, la tableta de 10.1 pulgadas más delgada (6.9

mm) y ligera (495 gramos) del mundo. Incluye los rangos IP55 e IP57 del Ingress Protection Rating, por lo que es resistente al polvo y a prueba de agua.

P R OCE SAD OR E S P AR A Tabletas

Marca Procesador Características Intel Cherry Trail • Estará disponible para mediados del 2014.

• Estará basado en la arquitectura "Airmont" de 14 nanómetros de Intel, y contará con 2,7 GHz de velocidad y unidad de procesador de gráficos GEN 8.

Intel Willow Trail • Estará disponible para mediados del 2014. • Está supuesta a adoptar la arquitectura

Goldmont de de 14 nanómetros y GPU Gen9 con soporte para sistemas operativos Windows y Android.

Intel Bay Trail • Arquitectura Silvermont • Contará con dos especificaciones de velocidad,

1,8 y 2,4 GHz, y un CPU Gen 7. Intel Merrifield • Contará con un aumento de rendimiento del

50% y una duración de batería más larga. Samsung Depende del

mercado • Un procesador de ocho núcleos a 1,9 GHz • Uno de cuatro núcleos a 2,3 GHz • En ambos casos ‘respaldado’ por 3 GB de RAM

Acer • Cuatro núcleos Cortex A7 a 1.2 Ghz, • 1 GB de RAM

Intel Haswell • Incrementa en dos horas la duración de la batería.

• La memoria RAM sería de 8GB

Sistemas operativos: iOS, Android, Blackberry, Windows RT

Sistema Operativo Fabricante Descripción

Android Google • Android 2.3 permite hacer llamadas de voz por

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Internet en tu teléfono. Esta característica estará disponible para modelos de Android que tengan el sistema operativo 2.3

• El sistema Android 2.3 ofrece unas buenas características multimedia. Otras diferentes que las habilidades básicas de añadir y escuchar tu música favorita al teléfono, 2.3 incluye efectos de audio como reverberación y la virtualización de los auriculares

• Ofrece características organizacionales, como un directorio detallado, un calendario, una agenda y tareas. La funcionalidad de añadir widgets también añade organización.

iOS Apple • La pantalla principal (llamada «SpringBoard») es donde se ubican los iconos de las aplicaciones y el Dock (barra de herramientas) en la parte inferior de la pantalla donde se pueden anclar aplicaciones de uso frecuente, aparece al desbloquear el dispositivo o presionar el botón de inicio.

• Con iOS 4 se introdujo un sistema simple de carpetas en el sistema. Se puede mover una aplicación sobre otra y se creará una carpeta, y así se pueden agregar más aplicaciones a ésta mediante el mismo procedimiento.

Blackberry Os Blackberry • El sistema permite multitarea y tiene soporte para diferentes métodos de entrada adoptados por RIM para su uso en computadoras de mano, particularmente la trackwhell, trackball, touchpad y pantallas táctiles.

Windows RT Windows • Aunque Windows RT todavía proporciona el entorno de escritorio tradicional de Windows 8 tácti , las únicas aplicaciones de escritorio que admite oficialmente RT de Windows son las que vienen con el sistema operativo en sí mismo (como el Explorador de archivos, Internet Explorer, y los programas de RT Office) . Sólo Windows Store (obtenido de su tienda homónima o transferidos en forma paralela en los entornos empresariales) puede ser instalado por los usuarios en los dispositivos de Windows RT.

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1.7 TECNOLOGÍA INALÁMBRICA

La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que extremos de la comunicación (emisor/receptor) no se encuentran unidos por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal.

La comunicación inalámbrica, que se realiza a través de ondas de radiofrecuencia, facilita la operación en lugares donde la computadora no se encuentra en una ubicación fija, las redes cableadas presentan ventaja en cuanto a transmisión de datos sobre las inalámbricas. Mientras que las cableadas proporcionan velocidades de hasta 1 Gbps (10 Gbps usando fibra óptica), las inalámbricas alcanzan sólo hasta 108 Mbps. El estándar 802.11n alcanzaría en teoría una velocidad de 200 Mbps valiéndose de la tecnología MIMO (Multiple Input – Multiple Output).

Se puede realizar una “mezcla” entre inalámbricas y alámbricas, de manera que pueden funcionar de la siguiente manera: que el sistema cableado sea la parte principal y la inalámbrica sea la que le proporcione movilidad al equipo y al operador para desplazarse con facilidad en distintos campos.

Existen algunos problemas asociados con la tecnología inalámbrica, por ejemplo los hornos de microondas utilizan radiaciones en el espectro de 2,45 Ghz. Es por ello que las redes y teléfonos inalámbricos que utilizan el espectro de 2,4 Ghz. pueden verse afectados por la proximidad de este tipo de aparatos que pueden producir interferencias en las comunicaciones.

Otras veces, este tipo de interferencias provienen de una fuente que no es accidental. Mediante el uso de un perturbador o inhibidor de señal se puede dificultar e incluso imposibilitar las comunicaciones en un determinado rango de frecuencias.

EQU IP O I NALÁ MBR ICO

Algunos de los equipos de punto de acceso que normalmente vienen con antena omnidireccional 2 Dbi (antena isótropa teórica que actúa como emisora y receptora), muchas veces desmontables, en las cuales se puede hacer enlaces por encima de los 500 metros y además se pueden interconectar entre sí. No debe haber obstáculos para que la señal sea excelente, ya que esto interfiere en la señal y puede haber problemas en la conexión.

TE CN OLO GÍA S I NALÁ MBR ICA S

Básicamente, existen tres tipos de tecnología inalámbrica en la actualidad: Infrarrojos (IrDA), Bluetooth y Wi-fi.

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•Infrarrojo: Esta tecnología está basada en rayos luminosos que se mueven en el espectro infrarrojo. Los estándares IrDA soportan una amplia gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de comunicaciones, permite la comunicación bidireccional entre dos extremos a velocidades que oscilan entre los 9.600 bps y los 4 Mbps. El FIR (Fast Infrared) se encuentra en estudio, con unas velocidades teóricas de hasta 16 Mbps

•Bluetooth: Proporciona una vía de interconexión inalámbrica entre diversos aparatos que tengan dentro de sí esta tecnología, como móviles, consolas, dispositivos PDA, cámaras digitales, computadoras portátiles o impresoras, usando siempre una conexión segura de radio de muy corto alcance. El alcance que logran tener estos dispositivos es de 10 metros para ahorrar energía ya que generalmente estos dispositivos utilizan mayoritariamente baterías. Sin embargo, se puede llegar a un alcance de hasta 100 metros (similar a Wi-Fi) pero aumentando el consumo energético considerablemente. Para una excelente comunicación es recomendable que no se interponga obstáculo alguno.

• Wi-Fi: Es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basados en las especificaciones IEEE 802.11. Los estándares IEEE 802.11b e IEEE 802.11g disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps, respectivamente. El estándar 802.11a utiliza la banda de 5.8 Ghz y también alcanza velocidades de 54 Mbps.

1.8 TARJETA INTELIGENTE

Las tarjetas inteligentes fueron inventadas y patentadas en los años setenta. Existen algunas discusiones de quién es el "inventor" original; entre los que se encuentran Juergen Dethloff de Alemania, Arimura de Japón y Roland Moreno de Francia. El primer uso masivo de las tarjetas fue para el pago telefónico público en Francia en 1983. Desde los años 70, la historia de tarjetas inteligentes ha reflejado los constantes avances en capacidades técnicas y ámbitos de aplicabilidad.

Una tarjeta inteligente (smart card), o tarjeta con circuito integrado (TCI), es cualquier tarjeta del tamaño aproximado al de una tarjeta de crédito bancaria con circuitos integrados que permiten la ejecución de cierta lógica programada con varias propiedades especiales y es capaz de proveer servicios de seguridad.

En el sistema bancario, las firmas internacionales MasterCard, Visa, y Europay publicaron un estándar de interoperabilidad para el pago con tarjetas inteligentes en 1966, que fue revisado en 2000; este estándar, llamado EMV por sus impulsores se ha introducido mundialmente de manera gradual, a fin de reemplazar las tarjetas basadas en cintas magnéticas con el propósito de reducir fraudes. En México, la Comisión Nacional Bancaria y

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de Valores (CNBV), dio a conocer en enero de 2010 la disposición que establece como plazo el 2013 para que los 22 millones de tarjetas de crédito y los 60 millones de débito y que los lectores de tarjetas en puntos de venta, los cajeros automáticos y las cajas registradoras migren a este sistema y cambien su tecnología (http://www.cnnexpansion.com/mi-dinero/2010/06/21/tu-tarjeta-ya-tiene-un-chip-integrado)

CLA SI F ICA CI ON ES

• Tipos de tarjetas según sus capacidades o Memoria: Tarjetas que únicamente son un contenedor de archivos de información pero

que no albergan aplicaciones ejecutables. o Microprocesadas: Tarjetas con una estructura análoga a la de una computadora. Éstas

albergan tanto archivos como aplicaciones y suelen usarse para identificación y pago con monederos electrónicos.

o Criptográficas: tarjetas microprocesadoras avanzadas en las que hay módulos hardware para la ejecución de algoritmos usados en cifrados y firmas digitales.

• Tipos de tarjetas según la estructura de su sistema operativo o Tarjetas de memoria. Tarjetas que únicamente son un contenedor de ficheros pero que

no albergan aplicaciones ejecutables. Disponen de un sistema operativo limitado. o Basadas en sistemas de ficheros, aplicaciones y comandos: Estas tarjetas disponen del

equivalente a un sistema de ficheros compatible con el estándar ISO/IEC 7816 parte 4 y un sistema operativo en el que se incrustan una o más aplicaciones..

o Java Cards: Una Java Card es una tarjeta capaz de ejecutar mini-aplicaciones Java. En este tipo de tarjetas el sistema operativo es una pequeña máquina virtual Java (JVM) y en ellas se pueden cargar dinámicamente aplicaciones desarrolladas específicamente para este entorno.

• Tipos de tarjetas según el formato (tamaño) o ID 000: El de las tarjetas SIM usadas para teléfonos móviles GSM. o ID 00: Un tamaño intermedio poco utilizado comercialmente. o ID 1: El más habitual, tamaño tarjeta de crédito.

• Tipos de tarjetas según la interfaz o Tarjeta inteligente de contacto: Estas tarjetas disponen de unos contactos metálicos

visibles y debidamente estandarizados (parte 2 de la ISO/IEC 7816).

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o Tarjeta inteligente sin contacto: Estas tarjetas logran la comunicación mediante inducción a una tasa de transferencia de 106 a 848 Kb/s. En la gráfica se muestra una tarjeta con las siguientes características:

Tarjeta inteligente sin contacto a 13.56 Mhz y Proximidad a 125 kHz.

Combina la tecnología de tarjeta inteligente sin contacto con los beneficios de la proximidad HID.

Puede ser usada para distintas aplicaciones como; Control de Accesos, Transporte Público, Boletos de avión, tarjetas de lealtad o cliente consentido y tarjeta de identificación.

AP LI CAC IO NE S CO MER C I ALE S

En forma general, las tres aplicaciones fundamentales de las tarjetas inteligentes son: • Identificación del titular de la misma. • Pago electrónico de bienes o servicios mediante dinero virtual. • Almacenamiento seguro de información asociada al titular.

De un modo más particular las aplicaciones más habituales son: • Identificación digital. Valida identidad del portador en un sistema central de

gestión • Control de acceso. Restringe o permite acceso a áreas específicas en función de

parámetros grabados en la tarjeta. • Monedero electrónico. Disponen normalmente de un archivo protegido que

almacena un contador de saldo y comandos para incrementar y decrementar el saldo (con claves de seguridad especiales por supuesto).

Figura 11. Contactos del chip de una tarjeta con contactos

Figura 12. Tarjeta de la empresa HID Proximity & Mifare Card

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• Firma Digital. Almacena un certificado digital de forma segura para poder firmar electrónicamente documentos electrónicos sin que la clave privada del certificado salga del almacenamiento seguro.

• Sistemas de Prepago. En estos sistemas el cliente recarga su tarjeta para pagar de manera anticipada un servicio y a medida que hace uso del mismo se va decrementando el monto de efectivo. Los servicios pueden ser sistemas de TV de paga, transporte público, compra de boletos en espectáculos (teatro, cine conciertos eventos deportivos) vía internet entre otros.

• Tarjetas Sanitarias. En algunos hospitales se está implementando un sistema de identificación de pacientes y almacenamiento de los principales datos de la historia clínica para agilizar la atención.

1.9 GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM)

GPS es un sistema que tiene como objetivo la determinación de las coordenadas espaciales de puntos respecto de un sistema de referencia mundial. Los puntos pueden estar ubicados en cualquier lugar del planeta, pueden permanecer estáticos o en movimiento y las observaciones pueden realizarse en cualquier momento del día.

Los primeros 11 satélites puestos en órbita entre los años 1978 y 1985. En 1989 se lanzó un nuevo bloque y en 1990 se comenzó con el lanzamiento de satélites que tenían ligeras diferencias respecto de la primera versión de este bloque. Este fue el denominado Bloque IIA. La A significa Advanced. El 8 de diciembre de 1993 se habían puesto en órbita 15 satélites adicionales de este bloque, logrando un total de 24 satélites, fue entonces declarado al sistema en plena capacidad operativa.

En 1996 fueron lanzados satélites del Bloque IIR. La R significa Replacement, estos satélites fueron reemplazando a los satélites que salían de operación. Esta versión tiene un peso de 2000 Kg. y se distingue por las mejoras introducidas en los relojes de a bordo.

Finalmente se desarrolló la cuarta generación de satélites de este bloque, el denominado Bloque IIF con importantes mejoras en el sistema de navegación de a bordo. El lanzamiento de estos satélites comenzó en el 2001 y fueron diseñados para una vida útil de 15 años.

El sistema GPS consta de 3 segmentos cuyas funciones y características principales son las siguientes:

1. Segmento Espacial, lo forman el conjunto de satélites en órbita con las siguientes características • Está compuesto por 24 satélites.

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• Los satélites se ubican en 6 órbitas planas prácticamente circulares, con inclinación de 55º respecto al plano del Ecuador y con una distribución aproximadamente uniforme; con 4 satélites en cada órbita.

• Se encuentran aproximadamente a 20180 km de altura. • Tienen 12h de período de rotación (en tiempo sidéreo) u 11h 58m (en tiempo

oficial). • También hay satélites en órbita que se encuentran desactivados y disponibles

como reemplazo. • El tiempo máximo de observación de un satélite es de hasta 4 horas 15 minutos. • Periodo orbital de ½ día sideral 11 horas 58 minutos. • 60 grados de separación en longitud. • Orbitas Cuasi-circulares de 26.600 Km de radio. • El meridiano de Greenwich es el punto de referencia de la longitud(longitud 0) • Tres relojes atómicos • Sistema de paneles solares • Antenas para emisión de señales GPS, la comunicación con las estaciones de tierra,

y para la comunicación entre satélites. • (AutoNAV) que es un sistema de navegación que les permite mantener su órbita y

su reloj interno durante 180 días. 2. Segmento de Control , conformado por la Fuerza Aérea de Norteamérica (USAF),

conocido como OCS (Operational Control Segment) y se encarga de: • Planificar el sistema y lanzar nuevos satélites. • Efectuar tareas de mantenimiento. • Medir las posiciones de los satélites y predecir sus orbitas. • Medir y ajustar los relojes atómicos • Analizar las señales emitidas • Transmitir datos y las correcciones de satélites

Los satélites son seguidos desde 5 estaciones están distribuidas por todo el mundo como se muestra en el siguiente mapa:

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Figura 13. Centros de seguimiento de satélites GPS

3. Segmento de Usuario, está conformado por todos los equipos receptores y los usuarios de GPS. Los equipos están integrados por una antena y un receptor.

El GPS depende en que cada satélite en la constelación transmita su posición exacta y una señal de tiempo extremadamente precisa a los receptores en tierra. Dada esta información, los receptores GPS pueden calcular su distancia al satélite, y combinando esta información de cuatro satélites, el receptor calcula su posición exacta usando un proceso llamado trilateración.

Trilateración - Si se conoce la distancia a un satélite, uno sabe que su posición se encuentra sobre una esfera con centro en el satélite y con un radio igual a la distancia.

Si se obtiene la misma información de un segundo satélite, puede estrechar su posible posición al área que tienen en común las dos esferas, esto se ilustra en la figura 16.

Si se añade información de un tercer satélite, se puede precisar aún más la posición a los dos puntos donde las tres esferas cruzan

Figura 14. Sistema GPS

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Para determinar cuál de los dos puntos representa la posición solicitada por el dispositivo, podemos tomar una cuarta medida, pero generalmente uno de los dos puntos obtenidos de tres satélites representa una posición absurda (por ejemplo en el espacio abierto) o con movimiento

imposiblemente rápido, por lo cual se puede eliminar sin necesidad de la

cuarta medida. Sin embargo la cuarta medida es importante por lo que se requiere de la intervención de un cuarto satélite:

La distancia a los satélites se calcula midiendo el tiempo que toma a la señal a llegar del satélite al receptor (Distancia =

velocidad X tiempo). Debido a que las señales de radio viajan a la velocidad de la luz (186,000 millas por segundo) los tiempos en tránsito de satélites a receptores son pequeños y se necesitan dispositivos de cronometraje muy precisos para medir con exactitud, por lo cual entran en función los relojes atómicos que poseen los satélites. Sin embargo los receptores no llevan relojes atómicos lo cual propicia a que se generen errores de precisión, un error de cronometraje por muy pequeño que sea puede resultar en un gran error de precisión, aquí es donde entra en juego la cuarta medida.

Si las cuatro medidas son exactas, la esfera definida por el cuarto satélite me debe cruzar las otras tres en un punto que representa la posición actual. Si existen errores, la cuarta esfera no cruzará a todas las otras. Debido a que el error del receptor es el mismo para las cuatro medidas, una computadora en el receptor puede calcular una corrección que haga que las cuatro esferas crucen, y aplicar la corrección a las medidas para obtener la posición correcta.

Figura 15. Traslape de dos esferas

Figura 16. Traslape de tres esferas

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La cuarta medida también permite al sistema calcular una posición en tres dimensiones que incluye no solo latitud y longitud, sino también altitud. Las medidas de altitud, sin embargo, se reportan con referencia a un modelo matemático de la tierra para poder expresarlas en relación a un datum convencional (normalmente nivel del mar). El modelo es solo una aproximación por lo cual las medidas de altitud son menos precisas que las de latitud y longitud, y los errores son diferentes en distintas partes del planeta.

1.10 WIMAX

WiMAX, siglas de Worldwide Interoperability for Microwave Access (interoperabilidad mundial para acceso por microondas), es una norma de transmisión de datos que utiliza las ondas de radio en las frecuencias de 2,3 a 2,5 GHz y puede tener una cobertura de hasta 50 km.

Es una tecnología conocida como de última milla, o como bucle local que permite la recepción de datos por microondas y retransmisión por ondas de radio. El estándar que define esta tecnología es el IEEE 802.16. Una de sus ventajas es dar servicios de banda ancha en zonas donde el despliegue de cable o fibra por la baja densidad de población presenta costos por usuario muy elevados (zonas rurales).

El único organismo habilitado para certificar el cumplimiento del estándar y la interoperabilidad entre equipamiento de distintos fabricantes es el Wimax Forum: todo equipamiento que no cuente con esta certificación, no puede garantizar su interoperabilidad con otros productos.

Existe otro tipo de equipamiento (no estándar) que utiliza frecuencia libre de licencia de 5,4 GHz, todos ellos para acceso fijo. Si bien en este caso se trata de equipamiento que en algunos casos también es interoperativo entre distintos fabricantes (Pre Wimax, incluso 802.11a).

Existen planes para desarrollar perfiles de certificación y de interoperabilidad para equipos que cumplan el estándar IEEE 802.16e (lo que posibilitará movilidad), así como una solución completa para la estructura de red que integre tanto el acceso fijo como el móvil. Se prevé el desarrollo de perfiles para entorno móvil en las frecuencias con licencia en 2,3 y 2,5 GHz.

Actualmente se recogen dentro del estándar 802.16 dos variantes:

Uno de acceso fijo (802.16d), en el que se establece un enlace de radio entre la estación base y un equipo de usuario situado en el domicilio del usuario. Para el entorno fijo, las velocidades teóricas máximas que se pueden obtener son de 70 Mbit/s con un ancho de

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banda de 20 MHz. Sin embargo, en entornos reales se han conseguido velocidades de 20 Mbit/s con radios de célula de hasta 6 km. El ancho de banda es compartido por todos los usuarios de la célula.

Otro de movilidad completa (802.16e), permite el desplazamiento del usuario de un modo similar al que se puede dar en GSM/UMTS, el móvil, aun no se encuentra desarrollado y actualmente compite con las tecnologías LTE (basadas en femtocélulas, conectadas mediante cable), por ser la alternativa para las operadoras de telecomunicaciones que apuestan por los servicios en movilidad, este estándar, en su variante «no licenciado», compite con el WiFi IEEE 802.11n, ya que la mayoría de los portátiles y dispositivos móviles, empiezan a estar dotados de este tipo de conectividad.

WiMAX puede proporcionar acceso a Internet móvil a través de las ciudades o países enteros. En muchos casos, esto ha dado lugar a la competencia en los mercados, que por lo general sólo daban acceso a través de una linea DSL o similar. Además, debido a los costos relativamente bajos asociados con el despliegue de una red WiMAX, ahora es económicamente viable para proporcionar la última milla de acceso a Internet de banda ancha en lugares remotos.

Los dispositivos que proporcionan conectividad a una red WiMAX se conocen como estaciones de abonado (subscriber stations o SS). Las unidades portátiles incluyen teléfonos móviles (smartphones), periféricos de PC (tarjetas de PC o dispositivos USB) y los dispositivos integrados en las computadoras portátiles, que ahora están disponibles para Wi-Fi. WiMAX es más similar a Wi-Fi que a otras tecnologías celulares 3Gs.

El sitio web del Foro WiMAX proporciona una lista de dispositivos certificados. Sin embargo, esta no es una lista completa, ya que hay dispositivos integrados en computadoras portátiles, MID (mobile internet devices: dispositivos móviles para internet) y otros dispositivos etiquetados privados.

CAR AC TER ÍS T IC AS D E WI MAX

Distancias de hasta 80 kilómetros, con antenas muy direccionales y de alta ganancia.

Velocidades de hasta 75 Mbit/s, 35+35 Mbit/s, siempre que el espectro esté completamente limpio.

Facilidades para añadir más canales, dependiendo de la regulación de cada país.

Anchos de banda configurables y no cerrados, sujetos a la relación de espectro.

Permite dividir el canal de comunicación en pequeñas subportadoras (dos tipos: guardias y datos).

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EVO LU C IÓ N D E W I MAX

Estándar Descripción

802.16 Utiliza espectro licenciado en el rango de 10 a 66 GHz, necesita línea de visión directa, con una capacidad de hasta 134 Mbit/s en celdas de 3 a 7,5 km (2 a 5 millas). Soporta calidad de servicio. Publicado en 2002.

802.16a Ampliación del estándar 802.16 hacia bandas de 2 a 11 GHz, con sistemas NLOS y LOS, y protocolo PTP y PTMP. Publicado en abril de 2003.

802.16c Ampliación del estándar 802.16 para definir las características y especificaciones en la banda de 10-66 GHz. Publicado en enero de 2003.

802.16d Revisión del 802.16 y 802.16a para añadir los perfiles aprobados por el WiMAX Forum. Aprobado como 802.16-2004 en junio de 2004 (la última versión del estándar).

802.16e Extensión del 802.16 que incluye la conexión de banda ancha nómada para elementos portátiles del estilo de los notebooks. Publicado en diciembre de 2005.

802.16m Extensión del 802.16 que entrega datos a velocidad de 1 Gbit/s en reposo y 100 Mbit/s en movimiento.

802.16m-2011

Conocido como Mobile WiMAX Release 2, interfaz de aire avanzada, con tasas de 100 Mbit/s móvil y 1 Gbit/s de datos fija, con OFDMA22

FUENTES CONSULTADAS

http://es.wikipedia.org/wiki/

Tabletas.about.com/od/glosario/a/Sistemas-Operativos-De-La-Tabletas-los-Android-Blackberry-Windows-7.htm

http://computerhoy.co m/noticias/hardware/2014-podria-traer-nuevos-procesadores-intel-tablets-5816

http://www.abcdesevilla.es/mobility/noticia/android/galaxy-note-10-1-2014-edition-samsung-pone-al-dia-su-tablet-mayor/

http://www.abcdesevilla.es/mobility/noticia/android/acer-muestra-las-novedades-de-su-gama-de-tablets-iconia-a3-a1-y-b1/